Исследование и разработка способов повышения надежности КВ-радиолиний на основе адаптивного помехоустойчивого кодирования

Номер гранта:14-47-03020
Область научного знания:инфокоммуникационные технологии и вычислительные системы
Тип конкурса: (р_центр_а)(р_центр_а) региональный конкурс центр
Год выполнения:2014г.
Руководитель: Квашенников В.В.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Проект направлен на решение важной научной проблемы повышения надежности КВ-радиолиний на основе адаптивного помехоустойчивого кодирования. В настоящее время КВ-радиолинии являются стратегическим направлением развития дальней радиосвязи в интересах авиации, флота, МО, МЧС, МВД и других ведомств. В отличие от спутниковой и УКВ радиосвязи, передача на большие расстояния в КВ диапазоне не требует наличия развитой инфраструктуры (ретрансляторов), что делает ее значительно менее уязвимой, по сравнению с другими видами связи. Однако, существующие КВ-радиолинии в силу своей физической природы (многолучевое распространение радиоволн, замирания) являются нестационарными, что приводит к снижению устойчивости и надежности радиосвязи. Одним из путей повышения надежности КВ-радиолиний является применение адаптивных помехоустойчивых кодов с переменными параметрами. Параметры адаптивного помехоустойчивого кода автоматически и целенаправленно изменяется при изменении качества канала связи. Реализацию адаптивного помехоустойчивого кодирования выполняют на основе оригинальных способов контроля качества канала связи по результатам декодирования помехоустойчивого кода, для управления параметрами кода используют эффективный способ двухконтурного адаптивного управления. Алгоритмы работы кодеков построены на основе быстрых ортогональных преобразований в полях Галуа. Для цикловой синхронизации применяется способ кодовой цикловой синхронизации с мягкими решениями. Для обеспечения требуемой вероятности и времени до-ведения сообщений в сложной помеховой обстановке используется кодовая конструкция в классе обобщенных каскадных кодов на основе блоковых турбокодов и кодов Рида-Соломона с переменными параметрами.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

За время выполнения проекта выполнены работы по исследованию и разработке способов повышения надежности КВ радиолиний на основе адаптивного помехоустойчивого кодирования. Требования повышения скоростей и верности передачи в современных КВ радиолиниях приводит к необходимости применения мощных корректирующих кодов. Наиболее совершенная система связи должна быть саморегулирующейся адаптивной системой, параметры которой автоматически и целенаправленно изменяются вслед за изменением качества радиолинии. Для определения параметров помехоустойчивого кода, соответствующих состоянию канала связи, необходимо оценить качество канала. Одним из важных направлений проекта является разработка способов определения качества канала связи. Предложены способы идентификации канала связи по результатам декодирования помехоустойчивого кода. Эти способы являются безтестовыми, не требующими передачи специальных испытательных последовательностей, а контроль качества канала осуществляется в режиме передачи рабочего информационного трафика. По результатам декодирования кода можно определить распределение вероятностей блоковой статистики ошибок в пределах корректирующей способности кода. Представленные в работе аналитические зависимости позволяют оценить качество канала связи. Второе направление работы связано с определением параметров помехоустойчивого кода в зависимости характеристик канала связи, обеспечивающих заданную вероятность доведения сообщения. Рассмотрены аналитические соотношения для расчета вероятности правильного приема, трансформации и стирания помехоустойчивого кода в канале с независимыми и группирующимися ошибками. Показано, что задачу определения параметров кода можно свести к многомерной целочисленной оптимизации некоторой целевой функции, учитывающей среднеквадратическое отклонение вероятности доведения сообщения от заданной величины. Разработан пошаговый алгоритм вычисления параметров кода от характеристик канала связи в виде таблично заданной функциональной зависимости. Эта табличная зависимость или таблица решений вычисляется заранее на стадии проектирования адаптивной радиолинии и позволяет без дополнительных вычислительных затрат определять необходимые параметры кода от характеристик канала связи. И, наконец, третье направление работы – управление, в процессе которого устанавливают параметры кода в кодирующем и декодирующем устройствах на передающей и приемной сторонах адаптивной радиолинии. Предлагается использовать двухконтурный алгоритм управления параметрами кода, учитывающему в первом контуре управления априорную информацию о канале связи в виде заранее вычисленной таблицы решений, а во втором контуре управления – апостериорную информацию результатов приема сообщений. На втором этапе работы также исследовались методы кодовой цикловой синхронизации каскадных кодов с мягкими решениями. Проведен сравнительный анализ методов кодовой цикловой синхронизации с мягкими и жесткими решениями. В работе выполнен анализ кодовых конструкций применительно к построению адаптивных радиолиний. Для передачи относительно небольших по объему сообщений, не более 1000 бит, в каналах связи низкого качества с независимыми и группирующимися ошибками, целесообразно использовать каскадный помехоустойчивый код на основе кодов БЧХ и Рида-Соломона. Проводилось компьютерное имитационное моделирование в среде программирования Matlab 12.0. Использовалась модель составного нестационарного дискретного канала на основе распределения экспериментальной блоковой статистики ошибок. Результаты моделирования показали, что коэффициент повышения скорости передачи информации ? в системе адаптивным каскадным кодом, по сравнению с кодом с постоянными параметрами может достигать значений 1.2-1.5 при средней вероятности ошибки на бит в «плохом» состоянии канала, равной 0.05-0.08, и коэффициенте загрузки канала помехами 0.1-0.3. Результаты проведенных исследований были использованы для решения поставленной в проекте задачи повышения надежности КВ радиолиний. Дальне
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 29.03.2024.
Помог ли вам материал?
0    0